سازه‌های ماکارونی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

سازه‌های ماکارونی به سازه‌هایی اطلاق می‌شود، که با هدف آموزشی تنها با رشته‌های ماکارونی و چسب ساخته می‌شوند. این سازه‌ها در مقیاس کوچکتر نسبت به سازه‌های واقعی طراحی و با مصالح ماکارونی و چسب ساخته شده و پس از ساخت مورد بارگذاری قرار می‌گیرند.

سازه‌های ماکارونی[ویرایش]

دروس سازه‌ای که در رشته‌های مهندسی عمران و مهندسی معماری در دانشگاه‌های ایران تدریس می‌شود، معمولاً به طور کلی به صورت تئوری تدریس می‌گردد و دانشجویان کمتر این دروس را به صورت عملی تجربه می‌کنند، بنابراین شاید فهم این دروس به صورت عمیق در حین دوران تحصیل ممکن نباشد.

ساخت سازه‌هایی توسط فولاد و یا بتن فقط به هدف آموزش هم مقدور نیست، چرا که هزینه تمام شده این کار بسیار بالا است؛ بنابراین در سرتاسر دانشگاههای معتبر دنیا، سعی شده، تا با استفاده از مصالح ارزان قیمت (به جای بتن و فولاد) و مدل کردن سازه‌های واقعی توسط این مصالح، آموزش دروس سازه‌ای به صورت عملی ممکن شود. ماکارونی یکی از این مصالح جایگزین می‌باشد. این عنصر سازه‌ای جدید به دلیل برخی از خصوصیات ویژه مثل (سبکی، دسترسی ساده و ارزان بودن) بیشتر از دیگر مصالح مشابه مورد توجه قرار گرفته‌است.

سالانه در آمریکا مسابقات بزرگی در این زمینه بین دانشجویان برگزار می‌گردد و سازه‌های ساخته شده توسط ماکارونی به دلیل طراحی بهینه، به رکوردهای غیرقابل باوری دست پیدا می‌کنند.

هدف از استفاده از ماکارونی به عنوان عنصر سازه‌ای[ویرایش]

۱. در واقع ماکارونی بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه‌ای ناشناخته‌ای می‌باشد. این بدان معنی است که خصوصیات ماکارونی شامل حداکثر تنش کششی، حداکثر تنش فشاری، مدول الاستیسیته، نحوه کمانش ماکارونی و دیگر خصوصیات ماکارونی که مورد نیاز برای طراحی و تحلیل سازه می‌باشند، ناشناخته می‌باشد و تنها راه بدست آوردن این ویژگ یها ایجاد وابداع آزمایش‌های ساده و دقیق می‌باشد.

۲. ماکارونی بر خلاف بتن و فولاد دارای ضعف‌های زیادی می‌باشد و این ضعف‌ها کار را برای طراح مشکل تر می‌کند و اینجاست که ابداعات و خلاقیت هنر نمایی می‌کنند و برای رسیدن به رکوردهای بالا بهینه‌سازی سازه‌ها مطرح می‌گردد.

۳. ارزان بودن ماکارونی نسبت به مصالحی چون فولاد وبتن.

اهداف کلی طرح[ویرایش]

۱. این طرح در وهله اول به عنوان یک طرح آموزشی می‌تواند بسیار مفید و سودمند برای دانشجویان رشته مهندسی عمران ایفای نقش نماید، زیرا این امکان را به دانشجویان می‌دهد که، با استفاده از مصالح ارزان، سبک و قابل دسترس (ماکارونی به جای بتن و فولاد) دست به طراحی و ساخت سازه‌های مختلف زده و با این کار کلیه دروس فراگرفته در رشته سازه را به عمل تجربه نمایند.

۲. دانشجویان می‌بایست با استفاده از مسائل تئوریک فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمایشگاه‌های مربوط به آن تلاش نمایند تا خصوصیات عنصر سازه‌ای جدید را کشف نمایند.

۳. دانشجویان می‌بایست با استفاده از تحلیل سازه‌ها و با بکارگیری نرم‌افزارهای کامپیوتری به طراحی و آنالیز سازه مورد نظر بپردازند.

۴. طراحی و ساخت یک سازه بهینه که تحت عنوان بهینه‌سازی سازه‌ها مطرح است.

معرفی سازه ماکارونی[ویرایش]

سازه‌های ماکارونی به سازه‌هایی اطلاق می‌شود، که مصالح استفاده شده در آنها تنها ماکارونی و چسب می‌باشد. این سازه‌ها در مقیاس کوچکتر نسبت به سازه‌های واقعی طراحی و توسط ماکارونی و چسب ساخته می‌شوند و پس از ساخت مورد بارگذاری قرار می‌گیرند.

در واقع این سازه‌ها به عنوان ماکت ساخته نمی‌شوند و سازه‌ای که بار بیشتری را تحمل می‌کند، موفق تر خواهد بود. پل (تحت بارگذاری یکنواخت، متمرکز و متحرک)، Towercrain، انواع قاب‌های ساختمانی و ستون‌های فشاری از جمله رایج ترین سازه‌های ماکارونی می‌باشند.

هر ساله در این راستا مسابقات بزرگی در دانشگاه‌های معتبر دنیا بین دانشجویان رشته مهندسی عمران برگزار می‌گردد. این دانشگاه‌ها از سالها پیش در این زمینه سرمایه‌گذاری کرده تا ذهن خلاق دانشجویان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش‌های آنها در عمل استفاده کنند. طراحی و ساخت پل و ستون‌های فشاری رایج ترین رشته‌های این مسابقات می‌باشند. بطور مثال طراحی و ساخت پل خرپایی تنها با استفاده از ۷۵۰ گرم ماکارونی (معادل یک بسته ماکارونی) که می‌تواند وزن زیادی را تحمل نماید. طول دهانه پل یک متر و حداکثر ارتفاع پل نیم متر می‌باشد. پل روی دو تکیه گاه که از یکدیگر یک متر فاصله دارند قرار می‌گیرد و تکیه گاهها فقط قادر به وارد کردن عکس العمل عمودی می‌باشند و هیچ عکس العمل افقی در تکیه گاهها بر پل وارد نمی‌شود. رکورد کسب شده در این رشته (پل خرپایی) معادل ۱۷۶ کیلو گرم می‌باشد، که این رکورد تقریباً ۲۳۰ برابر وزن خود سازه می‌باشد. همچنین طراحی و ساخت سازه‌های فشاری که قادر به تحمل بارهایی بیش از نیم تن می‌باشند، از دیگر نمونه‌های این سازه‌ها هستند. اینجا یک سئوال ممکن است مطرح می‌گردد، آیا جنس ماکارونی در دست یافتن به رکوردهای بالا موثر است؟

در این زمینه تحقیقاتی روی محصول‌های مختلف شرکت‌های ماکارونی دنیا انجام گرفته و ماکارونی شرکت Rose ایتالیا به عنوان بهترین ماکارونی برای این هدف شناخته شده‌است.

افتخارات ایران در مسابقات جهانی[ویرایش]

می‌توان مسابقات جهانی سازه‌های ماکارونی کشور کانادا را بعد از مسابقات جهانی مجارستان معتبرترین مسابقات در این زمینه دانست. سابقه برگزاری این مسابقات به سال ۱۹۸۸ باز می‌گردد که پنجمین دوره آن به صورت جهانی برگزار گردید و روند برگزاری سالانه آن تا امروز حفظ شده است. یکی از نکات جالب این مسابقات، مقام‌آوری تیم‌هایی از کشور ایران است. در بیست و یکمین دوره این مسابقات، خانم حمیده ابوالقاسمی از تهران موفق به کسب مقام دوم و جایزه ۱۰۰۰ دلاری این مسابقات شدند. سازه ایشان موفق به تحمل وزن ۱۹.۱۷ کیلوگرم شد. موفقیت ایرانی‌ها در این مسابقات به این مورد ختم نمی‌شود. ۶ سال بعد و در خلال بیست و هفتمین دوره این مسابقات، بار دیگر تیمی از ایران مقام دوم گرایش سنگین را از آن خود نمود. اشکان محمدولی، غزاله امیدوار، غزاله حسینی و محمد مظاهری در قالب تیمی از موسسه آموزش عالی آبا آبیک در این مسابقات شرکت نمودند. سازه سنگین ۸۸۷ گرمی این تیم وزن ۱۸۴ کیلوگرم را تحمل کرد و مغلوب سازه تیم مجارستانی شد. مجارستانی‌ها با ثبت رکورد ۲۵۶ کیلوگرم مقام اول این مسابقات در گرایش سنگین را بدست آوردند. در گرایش هدفمند نیز جناب آقای نیما مظاهری با سازه‌ای ۱۶۹ گرمی (با احتساب عرشه و قلاب) مقام اول این گرایش را از آن خود نمودند.

منابع[ویرایش]

سایت انجمن شبیه‌سازی سازه‌های خرپایی ایران

سایت سیویلیکا

تاریخچه مسابقات کانادا

سازه‌یار | تجربه‌ای جدید از سازه‌های ماکارونی